2025年 04期
水环境中典型抗生素的光降解
李先国;兰宇宇;孙雨;张大海;抗生素作为一种预防和治疗人和动物细菌感染的药物被广泛应用于医疗、水产养殖和畜牧业中。未被生物体吸收的抗生素会被排放进入水环境，并赋存于水体和沉积物中，由于其抗菌性，光降解成为抗生素在天然水环境中重要的降解方式，包括直接光解、自敏化光解和间接光解。天然水环境中抗生素的光解受诸多环境因素的影响，溶解物质(溶解性有机质DOM、卤离子、HCO_3~-/CO_32-、NO_3~-/NO_2~-以及Fe3+等)对其间接光解有双重作用：一方面它们可能通过促进活性中间体(包括三重激发态溶解有机质~3DOM*、其他活性氧物种等)的生成而促进抗生素的间接光解；另一方面它们又有可能通过光屏蔽、猝灭或清除活性氧(ROS)以及阻碍电子传递等方式抑制间接光解，pH主要通过影响抗生素的质子形态及ROS的稳态浓度影响光降解。不同类型的抗生素其光解途径差异较大，可能发生羟基化、去甲基化、脱水(或脱胺、脱氟、脱羧、脱SO_2、脱氢等),也有可能直接裂解断键、重排和开环。最后，本文对抗生素在水环境中光降解的研究提出了建议：应进一步加强沉积物中、环境浓度下和多因素作用下的抗生素光降解过程研究，并开发更加绿色的方法处理环境中的抗生素。
2004—2022年期间渤黄东海海浪波高的时空变化研究
章思怡;高志一;赵栋梁;基于浮标观测数据，验证了不同拖曳系数参数化方案下第三代海浪模式WAVEWATCHⅢ(WW3)对波浪的模拟能力。在此基础上，应用WW3计算了2004—2022年期间渤黄东海的波高特征，发现波高总体变化强度由季节变化主导，秋冬季节有效波高大于春夏季节。季节尺度上，在逐网格尺度上给出了有效波高出现最大值和最小值的主要月份。在年际尺度上，黄海有效波高的年平均时间序列的变异系数在4.5%以上，其年际变化相对强度明显强于渤海和东海；有效波高与风速高度相关，且两者在黄海和东海与厄尔尼诺呈现负相关关系，负相关最强的区域位于台湾海峡，最高相关系数分别达-0.77和-0.72,而在渤海北部海域则呈现较弱的正相关关系。另外，对波高长期变化趋势的空间分布进行了分析，发现夏季风强度的明显下降导致台湾岛东侧海域有效波高出现较强的负趋势，强度达0.006 m/a以上。
基于船舶观测的全球海洋气象数据可用性分析
南雪景;汪冬冬;李肖霞;雷勇;张恩泽;杜珣;张雨潇;刘圆;利用中国气象局气象大数据云平台共享的志愿观测船(voluntary observing ships, VOS)2022年观测资料，本文对海洋气象观测数据到报率、数据可用率及气温、相对湿度、气压和风速的数据可用性进行了分析，并将能同时观测基本气候变量(essential climate variables, ECVs)的VOS定义为ECVs船舶，ECVs船舶的观测数据连续且规律变化。选取一条航程长且航线分布于不同海域的船舶与ERA5再分析数据对比，发现气温的数据可用性最佳，相关系数(correlation coefficent, CC)月均值达0.92,均方根误差(root mean square error, RMSE)和相对偏差(relative deviation, RD)都较小；其次是气压数据，其CC月均值达0.85且RD仅为-0.12%;相对湿度和风速的观测数据表现较差，其CC月均值较低，相对湿度的RMSE较大，为9.16%,而风速的RD过大，达到27.32%。本文的研究结果可为提升海洋气象观测数据的质量和应用水平提供有效参考。
mTOR信号通路对凡纳滨对虾生长、抗氧化及非特异性免疫力的影响
王馨聆;王旋;刘成栋;周慧慧;麦康森;何艮;为探究mTOR信号通路对凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)生长、抗氧化及非特异性免疫力的影响，设计了3组等氮等能的配合饲料，分别命名为对照组(Con组)、亮氨酸组(Leu组)和雷帕霉素组(Rap组),在Con组中添加了1%的丙氨酸(Ala),在Leu组中添加了1%的亮氨酸，在Rap组中添加了0.003%的雷帕霉素。选取初始体质量(0.70±0.01)g的凡纳滨对虾，在室内循环水系统中进行养殖实验，每个处理组3个重复，每个重复60尾虾，养殖周期为56 d。养殖结束后，对生长、抗氧化及非特异性免疫力相关指标进行分析。研究显示，Leu组的特定生长率极显著高于Con组(P<0.01),Rap组的特定生长率极显著低于Con组(P<0.01)。对虾肌肉S6蛋白的磷酸化水平在摄食后1 h激活程度最强，然后逐渐减弱。与Con组相比，Leu组摄食后1 h肌肉S6蛋白的磷酸化水平显著上升，Rap组摄食后1 h肌肉S6蛋白的磷酸化水平显著下降(P<0.05)。在对虾血淋巴中，Leu组的碱性磷酸酶、酚氧化酶活力显著高于Con组(P<0.05),Rap组的酸性磷酸酶活力显著低于Con组(P<0.05)。在对虾肝胰腺中，Leu组的过氧化氢酶、总抗氧化酶和酚氧化酶活力显著高于Con组(P<0.05),Leu组的丙二醛含量显著低于Rap组(P<0.05)。Leu组的Lysozyme、C-MnSOD、Lectin相对表达量显著高于Con组(P<0.05),Rap组的Relish、Hsp70相对表达量显著低于Con组(P<0.05)。研究结果表明，饲料中添加亮氨酸可有效激活mTOR信号通路，从而提升凡纳滨对虾的生长性能、抗氧化及非特异性免疫能力；而添加雷帕霉素可有效抑制mTOR信号通路，对凡纳滨对虾生长性能、抗氧化及免疫功能起到抑制作用。
海州湾游泳动物群落物种多样性指数分布及其与环境因子的关系
党亚茹;李迎冬;董秀强;赵天亚;张崇良;任一平;为探究游泳动物群落的物种多样性特征及其季节变化，本研究基于2022年4和9月在海州湾调查获取的渔获物数据和环境数据，探究了Margalef物种丰富度指数、Pielou均匀度指数、Shannon-Wiener多样性指数与Simpson多样性指数的时空分布，并应用广义加性模型(GAM)分析上述指数与环境因子的关系。研究表明：春季各指数的空间分布较为一致，均为海州湾南部海域、日照近海海域和前三岛邻近海域较高，海州湾东北部海域较低；秋季存在明显的差别，其中Margalef物种丰富度指数在南北部海域均较高而在中部海域较低，其余指数的分布趋势随纬度变化而有所差异。除Margalef物种丰富度外，其余指数均为秋季高于春季。GAM模型分析表明，春季各指数主要受水深和底层温度的影响，而秋季则主要受底层盐度和水深的影响。不同季节影响各指数的环境因子及其贡献率略有差异，同一季节不同指数的影响因素和贡献率存在差异。本研究结果可为海州湾生物多样性保护与渔业管理提供科学参考。
海南东寨港5个典型红树林生境的小型底栖动物丰度和干质量生物量及影响因素
高蕙;宋迎春;张烨;李诗川;张艳楠;慕芳红;为了解不同典型红树林生境中小型底栖动物的丰度和干质量生物量及其影响因素，本文于2020年11月对东寨港红树林自然保护区5个典型红树林沉积物中的小型底栖动物及其沉积环境进行了调查研究。共发现17个小型底栖动物类群，线虫类和底栖桡足类分别为第一和第二优势类群，相对丰度分别为77.79%和15.65%。小型底栖动物的平均丰度和平均干质量生物量分别为(487.9±134.0) ind./10 cm~2和(415.0±128.1)μg/10 cm~2。小型底栖动物丰度在不同红树林间差异不显著，干质量生物量在不同红树林间差异显著，但丰度和干质量生物量同各环境因子间无显著相关性。5个红树林间小型底栖动物的群落结构存在显著差异，环境因子组合“沉积物偏态系数+叶绿素a浓度”能最好地解释小型底栖动物的群落结构。
一株诱导海带绿烂病的条件致病菌——新喀里多尼亚弧菌MS-3的分离与鉴定
高欣;蔡玲;张吉美;庄英瑞;马铭宇;王高歌;为了解决海藻病害中条件致病菌难以有效分离与鉴定的问题，本研究采用了传统微生物分离培养方法，建立了细菌-海带侵染实验体系，并运用16S rRNA基因序列比对技术，从健康的海带成熟孢子体上分离出一株条件致病菌MS-3。侵染实验及显微观察显示，实验室条件下，菌株MS-3侵染6 h时，可引起海带绿烂的病症。MS-3菌落为圆形，呈亮黄色，菌体呈棒状，具有单根极生鞭毛。经16S rRNA基因序列比对发现，菌株MS-3与新喀里多尼亚弧菌NC470(Vibrio neocaledonicus NC470)的相似度为99.7%。结合菌株MS-3的生理生化特征，将该菌株鉴定为新喀里多尼亚弧菌MS-3(Vibrio neocaledonicus MS-3)。本研究结果不仅丰富了海带条件致病菌的菌种资源，也为后续探索条件致病菌的致病机制及开发海带病害诊断技术奠定了坚实基础。
盐胁迫下生物炭和丛枝菌根真菌对黑麦草抗氧化代谢路径的调节作用
刘佳鑫;孙萍;赵新月;陈友媛;为了解决生物炭和丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi, AMF)对植物抗氧化代谢影响缺乏定量研究的问题，本文通过聚类分析和路径分析的方法，探究了不同NaCl浓度(0‰、10‰、20‰)的盐胁迫下，生物炭和AMF对黑麦草抗氧化代谢，尤其是针对谷胱甘肽-抗坏血酸循环的影响。结果表明，生物炭和AMF的联合作用可以在盐胁迫下增加植物生物量、提升光合作用、积累渗透调节物质、提升植物抗氧化酶活性并增加抗氧化剂含量。在NaCl浓度为10‰时，这种联合作用对黑麦草的抗氧化代谢调节能力最显著。具体表现为，两者共同施用使得株高和根长分别增长了39.77%和95.63%,而AMF单独作用则使黑麦草的鲜质量和干质量分别提高了21.79%和42.46%。在NaCl浓度为10‰时，生物炭单独作用使得脱氢抗坏血酸还原酶(Dehydroascorbate reductase, DHAR)和单脱氢抗坏血酸还原酶(Monodehydroascorbate reductase, MDHAR)活性分别增加了39.53%和43.41%,AMF单独作用使得谷胱甘肽还原酶活性提升了69.28%。通过运用偏最小二乘路径模型(Partial least squares path modeling, PLS-PM),揭示并量化了生物炭和AMF在调节植物抗氧化代谢过程中的不同路径：生物炭主要通过提升抗坏血酸相关酶的活性来增加抗坏血酸的含量，进而促进黑麦草生长；AMF主要通过促进谷胱甘肽还原酶活性来增加谷胱甘肽含量，进而增强光合作用，最终促进黑麦草的生长。
冬季南海海水二甲基硫化物的分布、光化学氧化和海-气通量研究
李尧;杨桂朋;于娟;二甲基硫(Dimethylsulfide, DMS)和β-二甲基巯基丙酸内盐(Dimethylsulfoniopropionate, DMSP)在全球硫循环以及全球气候变化中具有重要作用。本文研究了2022年冬季南海海域DMS和DMSP的浓度分布特征，测定了表层海水DMS光化学氧化速率，估算了DMS的海-气通量。结果表明，表层海水中DMS、溶解态DMSP(DMSPd)和颗粒态DMSP(DMSPp)的浓度变化范围分别为0.43～9.69、0.96～8.47和0.04～69.39 nmol·L-1,平均值分别为(3.61±2.65)、(3.47±2.58)和(22.48±23.06) nmol·L-1。DMS整体分布呈现北低南高的趋势，最高值出现在菲律宾群岛附近，最低值出现在海南岛附近海域。DMSPp和DMSPd浓度均在海南岛附近出现最大值，其中DMSPp浓度与Chl a浓度呈显著正相关，说明DMSPp浓度主要受浮游植物控制。DMS光化学氧化速率变化范围为5.06～17.51 nmol·L-1·d-1,平均值为(10.26±3.96) nmol·L-1·d-1,UVA、UVB和可见光对DMS光化学氧化的贡献率的平均值分别为45.5%、41.2%和13.3%,UV波段光是冬季南海DMS光化学氧化的主要动力。南海海域DMS海-气通量的变化范围为0.77～30.51μmol·m-2·d-1,平均值为(11.54±9.48)μmol·m-2·d-1,高DMS海-气通量说明南海对全球硫循环具有重要作用。
外源微生物与生物有机质协同修复含油污泥研究
刘慧;丁海兵;本论文以山东东营某化工厂长期堆积的重污染含油污泥为研究对象，以外源微生物制剂和以麸皮、谷糠为代表的生物有机质为添加物，基于G-model追踪不同添加物对含油污泥中总石油烃(TPH)的降解率及降解速率的影响，考察不同添加物处理条件下含油污泥TPH的去除效果。结果表明：不含添加物的对照组含油污泥经过20 d处理后其TPH的降解率仅为3.98%,而添加外源微生物制剂、谷糠或麸皮后，降解率最高分别可达23.36%、28.64%和34.75%。外源微生物制剂协同生物有机质处理含油污泥，TPH的去除效果显著优于单独添加。麸皮与外源微生物制剂协同处理含油污泥能够达到TPH的最佳降解率41.05%。实现对含油污泥TPH最佳降解率的条件为含油污泥与麸皮的质量比为1∶0.5,外源微生物制剂添加比例为0.5%。在此条件下，TPH的平均降解速率kav为0.26 d-1,是对照组kav(0.000 85 d-1)的306倍。TPH降解率较高的处理体系，其降解速率也较快。添加外源微生物制剂和生物有机质是加快去除含油污泥TPH的有效措施，但需要确定不同外源物质的最适当添加比例才能获得最佳处理效果；而要提高含油污泥TPH的降解率，需要不断改变含油污泥所处的外部环境和处理方式。